Testiamo e certifichiamo i vostri prodotti di smart metering

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2024-01-15 Pruefung und Zertifizierung

Smart Metering - Test e certificazione presso l’Istituto VDE

La rilevazione dei consumi energetici industriali e domestici è sempre al centro dell’interesse di politici e imprenditori. L’obiettivo è quello di controllare il consumo di energia, favorire il risparmio energetico e promuovere tecnologie innovative in questo settore.

Uso efficiente dell’energia

Secondo la Direttiva “Efficienza energetica e servizi energetici” dell’Unione Europea (2006/32/CE, Direttiva EDL), in futuro il cliente dovrà osservare in modo trasparente il proprio consumo energetico con l’aiuto dei contatori intelligenti per un uso efficiente dell’energia. In Germania, la legge sull’industria energetica (EnWG) e l’ordinanza sull’accesso ai contatori (MessZV) implementano le direttive UE a livello nazionale.

L’Istituto di test e certificazione VDE è anche un partner competente per consumatori, produttori e fornitori di energia nel campo dello smart metering. Vi offriamo soluzioni personalizzati adattate con precisione su misura alle vostre esigenze specifiche.

I nostri servizi di

Produttori di strumenti di misura

Per i produttori di strumenti di misura (come contatori elettrici, trasformatori di misura, apparecchiature ausiliarie integrate o esterne), le valutazioni di conformità da parte dell’organismo notificato secondo la direttiva sugli strumenti di misura o la metrologia legale tedesca sono molto importanti perché consentono l’accesso al mercato europeo e nazionale.
Il contatto già nella fase di sviluppo consente di evitare inutili lavori di sviluppo e di implementare in modo adeguato i requisiti rilevanti per la direttiva (ad esempio nel software). Con i suoi servizi di prova accreditati, l’Istituto VDE può supportarvi in modo ottimale nel campo della compatibilità elettromagnetica, dei test ambientali o dei requisiti elettrici.

Fornitori di energia

I fornitori di energia e i servizi pubblici hanno bisogno di altre soluzioni. Questi clienti puntano sull’elevata affidabilità e sulla lunga durata dei loro strumenti di misura. L’Istituto VDE è anche un partner competente per i fornitori di energia e i servizi pubblici: il test e la valutazione dei contatori elettrici eventualmente utilizzati possono ridurre al minimo i rischi già durante la predisposizione per l’implementazione e la relativa fase di qualificazione.

Consumatori

Nel campo della tutela del consumatore, ci focalizziamo su test metrologici e di taratura, che garantiscono il funzionamento adeguato degli strumenti di misura sul mercato. Se i consumatori finali hanno dei dubbi sull’affidabilità degli strumenti di misura, possono testarli presso l’Istituto VDE nell’ambito di un’ispezione. Questi test vengono eseguiti presso il “centro di test approvato dallo stato per strumenti di misura dell’elettricità EF 9” dell’Istituto VDE riconosciuto dall’Amministrazione di taratura dell’Assia.

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Approvazione MID, MessEG, MessEV

L’Istituto VDE è un organismo notificato del BMWi

L’Istituto VDE è autorizzato come organismo notificato ai sensi della Direttiva sugli strumenti di misura

La Direttiva sugli strumenti di misura 2014/32/UE (MID) consente la commercializzazione semplificata di veri strumenti di misura per l’intero mercato europeo interno. Uno di questi tipi di contatori è un contatore di energia attiva, tipicamente installato nelle case europee o nell’industria leggera.

L’Istituto VDE, in quanto organismo notificato (NB n. 0366) e attraverso il suo accreditamento, è un fornitore completo di certificazioni per valutare la conformità di questo tipo di strumento. La valutazione della conformità è un processo modulare in cui il produttore può selezionare valutazioni di conformità adatte. Vi offriamo le seguenti combinazioni di modulo:

MID Modulo B + MID Modulo D
MID Modulo B + MID Modulo F

L’Istituto VDE è notificato dal Ministero Federale dell’Economia e della Tecnologia (BMWi) per i seguenti strumenti di misura:

6.1 Contatore elettrico UE

Base per l’approvazione: Direttiva sugli strumenti di misura (MID)

L’Istituto VDE è riconosciuto secondo la legge sulla misurazione e taratura e l’ordinanza sulla taratura

Organismo di valutazione della conformità secondo la legge sulla misurazione e taratura

La revisione della metrologia legale in Germania ha portato ad ampie modifiche nella legge sulla misurazione e taratura (MessEG) e nell’ordinanza sulla misurazione e taratura (MessEV). Pertanto, gli organismi di valutazione della conformità sono le istituzioni centrali per l’immissione sul mercato degli strumenti di misura.

Con il processo della Direttiva sugli strumenti di misura, l’Istituto VDE, in qualità di organismo di valutazione della conformità, offre ai produttori un’unica fonte per test e certificazioni per i loro strumenti di misura che non rientrano nella direttiva europea.

L’Istituto VDE è notificato dal BMWi per i seguenti strumenti di misura:

6.2 contatori di energia (salvo i contatori elettrici UE)
6.3 contatori di energia reattivi
6.6 apparecchiature ausiliarie predisposte separate ed integrate per strumenti di misura dell’elettricità
6.8 strumenti di misura nel campo di applicazione dell’e-mobility
6.9 trasformatori di misura per contatori elettrici

Base per l’approvazione: legge sulla misurazione e taratura (MessEG) e ordinanza sulla misurazione e taratura (MessEV).

Smart metering, tecnologia e sistemi di misurazione intelligenti, smart grid

Vantaggi per voi

I nostri servizi vi offrono i seguenti vantaggi:

un unico processo di approvazione per l’intero mercato unico europeo
competenza su tutte le aree di test MID da un’unica fonte
accesso più rapido al mercato grazie a procedure di test rapide
conoscenza esperta nella progettazione e nella valutazione dei sistemi QM

Approfittate delle sinergie e combinate l’approvazione MID a test aggiuntivi del nostro portafoglio di servizi, come

approvazione MessEG e MessEV
test di interoperabilità
test di durabilità
test di potenza al minimo

Modulo B - Prototipi di test

La valutazione della conformità di un prototipo di test in diverse aree. Determinanti per l’entità del test da utilizzare sono il tipo di dispositivo di misurazione e il Paese in cui il prodotto verrà immesso sul mercato.

Insieme ai documenti presentati dal produttore (scheda tecnica, descrizione funzionale, tra gli altri), i risultati dei test costituiscono la base per il certificato di esame del tipo.
Il certificato di esame del tipo viene rilasciato dopo il superamento del test ed è valido per 10 anni.
La garanzia della qualità durante la produzione in serie è necessaria tramite il modulo D o F per l’immissione sul mercato dopo aver effettuato l’esame del tipo.

Modulo D - Dichiarazione di tipo basata sulla garanzia di qualità relativa al processo di produzione

Il modulo D costituisce la seconda parte dell’immissione sul mercato di un contatore dopo il certificato di esame del tipo (modulo B). L’obiettivo della valutazione della conformità nel modulo D è che solo gli strumenti di misura conformi agli standard vengano spediti durante la produzione di massa.

Un sistema di garanzia della qualità implementato nel processo produttivo mira a garantire che vengano immessi sul mercato solo strumenti di misura conformi al certificato di conformità e con le stesse caratteristiche. La revisione del sistema di garanzia della qualità comprende anche il rispetto dei processi di produzione documentati, l’idoneità del personale tecnico impiegato e i processi di produzione e test utilizzati.
Se ciò è garantito e se esiste un certificato di riconoscimento, il produttore può apporre il marchio metrologico appropriato sul proprio dispositivo e immetterlo sul mercato.
L’immissione sul mercato di strumenti di misura conformi alle normative sarà garantita a lungo termine attraverso il monitoraggio regolare del sistema di garanzia della qualità del produttore da parte dell’organismo notificato e/o dell’organismo di valutazione della conformità.
L’immissione sul mercato di strumenti di misura secondo la combinazione di moduli B + D è particolarmente vantaggiosa se i produttori dispongono già di un sistema funzionale per garantire la qualità della produzione e il controllo finale.

Modulo F - Dichiarazione di conformità al tipo basata sulle prove del prodotto

Come alternativa al modulo D, il modulo F potrà essere richiesto non appena sarà disponibile il certificato di esame del tipo (modulo B) per poter immettere sul mercato i contatori di energia elettrica attiva in Germania (MessEG) o in Europa (MID).

In questo processo, ogni dispositivo viene controllato direttamente (test singolo) o indirettamente (ispezione statica). Ad esempio, il processo di test per i contatori elettrici è descritto nelle seguenti serie di standard:

DIN EN 62058-11 (VDE 0418-8-11)
DIN EN 62058-21 (VDE 21/08/0418)
DIN EN 62058-31 (VDE 0418-8-31

Se il test ha esito positivo, il produttore può etichettare il proprio dispositivo con la rispettiva marcatura metrologica (M per MID e/o DE-M per MessEG/MessEV, anno e numero di identificazione dell’organismo notificato) e immetterlo sul mercato.
Il test secondo il modulo F è paragonabile alla precedente taratura iniziale. Comprende un’ispezione visiva, un test di isolamento e test metrologici.
La combinazione dei moduli B + F è solitamente più economica rispetto a quella dei moduli B + D se si tratta di produrre piccole quantità di strumenti di misura o se per determinati motivi (ad es. a causa di un nuovo prodotto) non è ancora disponibile un sistema di garanzia della qualità.

Precisione di misurazione dei contatori elettrici

I produttori di contatori elettrici possono già utilizzare il nostro ampio parco di apparecchiature di test in una fase iniziale, non solo per supportare lo sviluppo ed eseguire test di precisione e di isolamento, ma anche per beneficiare della nostra pluriennale esperienza nel campo dei contatori elettrici. Test EMC e audit ambientali.

Gli utenti finali possono anche avvalersi dei servizi di agenzie di prova e autorità di taratura ufficialmente riconosciute in caso di dubbi sulla precisione dei misuratori.

La gamma di attività dell’agenzia di test:

tarature iniziali
ritarature
controlli di taratura
test speciali
estensione del periodo di validità della taratura (procedura di campionamento casuale)
test di accettazione

Apparecchiature di prova:

dispositivo per il controllo dei contatori con trasformatori di corrente isolanti
apparecchiature per prove di isolamento
apparecchiature per testare le influenza dell’interferenza elettromagnetica
camere di test climatiche

Interoperabilità

L’introduzione di contatori digitali intelligenti che consentano la lettura remota tramite un’interfaccia di comunicazione richiede un’interoperabilità affidabile e un elevato grado di sicurezza delle informazioni per gli utenti finali e i consumatori.

Ciò si ottiene attraverso la garanzia della qualità, standardizzando le interfacce. La standardizzazione si ottiene a sua volta confrontando le specifiche del misuratore con un numero sufficiente di casi di test che assegnano uno stato iniziale predefinito a tutte le variabili di ingresso note, comprese le variabili di interferenza.

La sicurezza delle informazioni è presente quando è garantito il rispetto di queste condizioni per l’intero periodo di utilizzo del contatore.

Ulteriore sviluppo
I risultati del test di conformità consentono ai produttori di contatori di perseguire un ulteriore sviluppo specifico dei loro prodotti e possono fornire ai gestori dei punti di misura e ai fornitori di energia preziose informazioni sui loro processi aziendali.

Per l’implementazione tecnica nel forum VDE Network Technology/Network Operations (FNN) è stato creato il concetto modulare EDL. EDL vuol dire “Energie-Dienst-Leistung” (servizio energetico) e fornisce ai fornitori di energia una piattaforma che, pur mantenendo la consapevolezza dei costi, consente l’attuazione dei requisiti della legge tedesca sulla gestione dell’energia (EnWG).

Garanzia di interoperabilità
Utilizzando le specifiche EDL nella progettazione di un contatore elettrico, il produttore può garantire che il suo prodotto possa essere utilizzato nell’infrastruttura del fornitore di energia (interoperabilità).

Per fornire una prova della corretta implementazione nella progettazione, l’Istituto di test e certificazione VDE offre test di conformità per il sistema EDL. Sono in preparazione ulteriori test di sistema (compresi quelli per MUC).

Sicurezza delle informazioni testata
I casi di test di conformità stabiliti dal gruppo di esperti (MeKo) in ambito FNN sono implementati dall’Istituto VDE in TTCN-3 e costituiscono la base per testare la sicurezza delle informazioni dei contatori EDL. La configurazione del test consiste in un misuratore compatibile con EDL, le cui informazioni e l’interfaccia operatore del punto di misura vengono lette e valutate da un PC.

L’Istituto VDE esegue test e crea rapporti di prova basati su questi casi di test. Se desiderato, un sigillo di qualità VDE può essere emesso se i risultati sono favorevoli. Ogni singolo caso di test viene valutato e può essere analizzato in modo completo grazie ad estese funzioni di registrazione, utilizzabili anche nel test di accettazione nel reparto di ricevimento merci.

Valutazione dell’affidabilità e della stabilità della misurazione

La “Direttiva per la valutazione dell’affidabilità dei contatori elettrici e degli apparecchi aggiuntivi”, pubblicata dal gruppo di progetto “Affidabilità e costanza di misura dei contatori elettrici e degli apparecchi aggiuntivi” nel forum Tecnologia di rete/Esercizio della rete del VDE (FNN), integra i requisiti normativi e richiede standard più elevati di affidabilità e qualità dei contatori di energia durante il funzionamento della rete elettrica.

L’Istituto di test e certificazione VDE ha contribuito in modo determinante alla definizione delle linee guida attraverso esami e test, in particolare nel campo delle interferenze di correnti ad alta frequenza nell’intervallo di frequenza da 2 kHz a 150 kHz.

I seguenti punti di prova sono richiesti nella direttiva e possono essere offerti dal VDE.

Campi magnetici CC, massima intensità
Campi magnetici CA, massima intensità
Guasto nel conduttore neutro
Componente di corrente continua nella rete
Componente continua della tensione nella rete
Correnti simmetriche ad alta frequenza da 2 kHz a 150 kHz

Il test dell’immunità alle interferenze contro correnti simmetriche ad alta frequenza da 2 kHz a 150 kHz è richiesto specificatamente da molti operatori di rete come presupposto per l’utilizzo di un dispositivo di misurazione nella rete elettrica.

CLC/TR 50579: Contatore elettrico CA - precisione di prova, immunità alle interferenze e processo di prova per interferenze condotte nella gamma di frequenza 2 kHz - 150 kHz.
Questo rapporto tecnico europeo si applica ai nuovi contatori elettrici statici nelle abitazioni, nelle aziende o nell’industria leggera per le classi di precisione A, B e C per la misurazione dell’energia elettrica attiva CA nelle reti elettriche a 50 Hz.
Poiché la norma EN 50470 non menziona nulla sulla gamma di frequenza da 2 kHz a 150 kHz, la presente relazione tecnica è adatta a colmare questa lacuna e a dimostrare che il contatore elettrico soddisfa i requisiti di base della direttiva MID.

EN 61000-4-19: Prova dell’immunità alle interferenze dei collegamenti della rete CA contro disturbi condotti in modalità differenziale e disturbi di segnalazione nel campo 2 kHz - 150 kHz
In futuro, la EN 61000-4-19 costituirà la base per i test condotti, disturbi in modalità differenziale nell’intervallo 2 kHz - 150 kHz. Questa verifica può già essere testata e valutata oggi presso l’Istituto VDE tenendo conto delle specifiche esigenze del cliente.

Compatibilità elettromagnetica (EMC)
L’Istituto VDE vi offre test EMC di contatori elettronici e dei loro dispositivi ausiliari come parte di un test di approvazione o durante la fase di sviluppo. I nostri sistemi moderni e potenti garantiscono una qualità eccellente. Approfittate della nostra esperienza nel campo delle misurazioni legali e EMC per verificare che il vostro prodotto soddisfi gli standard di affidabilità e stabilità di misurazione più elevati.

Test di vita utile dei contatori elettrici

Quando si sviluppano nuovi tipi di contatori o si apportano modifiche alla progettazione, la determinazione della durata utile è molto costosa e gli effetti delle singole modifiche alla progettazione sono evidenti solo in una fase molto avanzata.

Per ridurre o prevenire danni consequenziali, l’Istituto VDE offre test di affidabilità e durata in modo che i punti deboli possano essere individuati già durante lo sviluppo.

Questi test di affidabilità consentono di individuare potenziali fonti di guasto sottoponendo il progetto a carichi maggiori (prove di stress). Pertanto, le modifiche progettuali appropriate possono essere apportate in una fase iniziale per ridurre i costi consequenziali.

Con il suo laboratorio di test all’avanguardia e una lunga esperienza nel campo dei test di durata, in particolare per i componenti elettronici, l’Istituto VDE offre ai produttori e agli utenti un’ampia gamma di test di affidabilità.

I vostri vantaggi:

individuazione precoce dei punti deboli
informazioni rapide sull’affidabilità grazie alle previsioni statistiche
costi consequenziali ridotti
livello di qualità migliorato

DIN EN 62059-31-1:2009-07 (IEC 62059-31-1)
In questo test di affidabilità accelerato, i campioni casuali sono sottoposti a livelli di stress superiori alle condizioni operative previste. L’obiettivo è abbreviare il tempo trascorso fino al fallimento dei prodotti, senza sottoporli a nuovi meccanismi di fallimento.

La durata di servizio viene valutata attraverso registrazioni ed esami dei guasti durante il test. Determinando la distribuzione dei guasti e calcolando i modelli di durata d’esercizio, è possibile estrapolare il tempo necessario al guasto nelle condizioni operative previste. Questo processo fornisce risultati quantitativi con i suoi limiti di confidenza e può essere utilizzato per confrontare i parametri di vita utile di prodotti che provengono da fornitori diversi o da lotti diversi dello stesso produttore.

DIN EN 62059-32-1:2012-10 (IEC 62059-32-1)
Questo progetto di norma rappresenta la base per valutare le caratteristiche metrologiche di un contatore elettrico sotto carichi elevati. Lo strumento viene utilizzato per un periodo di tempo più lungo ai limiti superiori di temperatura operativa, tensione e corrente.

Come criterio di accettazione serve la variazione dell’errore di misurazione percentuale dell’oggetto in prova all’inizio e alla fine della prova.

L’Istituto VDE offre anche test su misura come la conservazione climatica a temperatura ambiente e umidità elevate. Approfittate delle nostre apparecchiature di prova dei misuratori all’avanguardia, che registrano i cambiamenti nelle caratteristiche metrologiche in condizioni climatiche elevate.

Approfittate della nostra esperienza nel campo delle misurazioni legali per verificare che il vostro prodotto soddisfi gli standard di affidabilità e stabilità di misurazione più elevati.

DIN EN 62059-41: 2007-01 (IEC 62059-41)
Questo standard fornisce metodi per prevedere il tasso di guasto dei contatori elettrici, che si assume costante, in base al processo di stress dei componenti.

Il risultato della previsione può essere utilizzato nella fase di sviluppo per salvaguardare le decisioni di sviluppo, relative all’omologazione per salvaguardare le decisioni riguardanti il periodo di certificazione e nella fase operativa per determinare l’ambito di manutenzione richiesto per preservare la disponibilità richiesta.

Sistema di collaudo VDE per contatori base FNN

In futuro, il contatore base secondo le specifiche FNN assumerà il ruolo di un moderno strumento di misurazione in un sistema di misurazione intelligente. Affinché i contatori di base possano funzionare in modo affidabile con gateway di contatori intelligenti realizzati da vari produttori, testare questi misuratori è di fondamentale importanza; in caso contrario non è possibile garantire una qualità sostenibile e buona. Pertanto, il “Grid Technology & Grid Operation Forum presso VDE” (FNN) ha creato specifiche di test per contatori di base:

questo sistema di test sviluppato dall’Istituto VDE consente la verifica dei requisiti delle specifiche FNN per i contatori di base. I destinatari dei sistemi di test universalmente applicabili sono gli operatori dei siti di misurazione, i produttori e i centri di test.

Il sistema di controllo VDE è composto da un modulo software e da uno hardware per lo scambio di messaggi con il contatore. Il software presenta un design modulare e si basa sulla collaudata tecnologia TTCN-3 per un utilizzo flessibile. Può essere ampliato per essere reso al passo coi tempi. Per garantire il rispetto dei severi requisiti stabiliti per l’interfaccia di comunicazione LMN del contatore base, in collaborazione con un partner esterno, è stato sviluppato un modulo speciale, in grado di scambiare messaggi con una base temporale sicura di 10 ns.

I casi di test specificati nella FNN vengono eseguiti automaticamente dal software del sistema di test VDE. Nel processo, il sistema di test assume il controllo di un sistema di fonte elettrica esterna. La sintassi e la semantica dei protocolli di comunicazione scambiati vengono controllate e valutate dal software TTCN-3. Pertanto, l’elevato grado di automazione può ridurre significativamente il tempo necessario per testare un contatore di base con registrazione completa dei risultati del test per l’analisi degli errori.

Test di sviluppo concomitanti delle interfacce di comunicazione
Nell’era dell’Internet delle cose (IoT), i requisiti stabiliti per la tecnologia di comunicazione degli strumenti stanno diventando sempre più elevati. Questa tendenza può essere osservata soprattutto nel settore della misurazione e della metrologia. Così, in futuro, i contatori di energia dovrebbero essere in grado di comunicare con i gestori della rete di distribuzione e i fornitori di energia tramite un gateway di misurazione intelligente per contribuire ad una rete elettrica intelligente, la cosiddetta Smart Grid.

Grazie alla standardizzazione dei protocolli di comunicazione utilizzati, le implementazioni del software vanno pianificate, sviluppate e occorre testarne anticipatamente l’affidabilità, al fine di evitare errori dispendiosi nel successivo campo operativo. Il test della rispettiva implementazione del protocollo è un’attività indispensabile, che avvantaggia notevolmente la qualità del prodotto se il terminale di comunicazione remoto è un’entità indipendente.

Per supportare in modo ottimale i produttori in questo campo durante lo sviluppo, l’Istituto di test e certificazione VDE ha ampliato in modo completo la propria esperienza nel testare i protocolli di comunicazione. Nello specifico, i protocolli di comunicazione sono supportati in vari campi di applicazione, ad esempio smart metering, smart home e e-mobility, mentre l’Istituto VDE si affida a TTCN-3, la tecnologia standardizzata per i test di comunicazione.

Servizi di test per gateway di contatori intelligenti

L’attuale legge sull’industria energetica (EnWG) richiede a determinate condizioni l’installazione di “sistemi di misurazione” per il rilevamento dell’energia elettrica a fini di fatturazione, che sono essenzialmente i requisiti dei §§ 21d e 21e dell’EnWG.

Un sistema di misurazione può essere costituito da un “contatore + gateway esterno con funzioni aggiuntive secondo EnWG”.

Secondo la legge sulla taratura, per il gateway devono essere soddisfatti i seguenti requisiti:

la direttiva sulla taratura con l’allegato 20
specifiche PTB 50.7
specifiche PTB 20.1, art. 2 “Attrezzature ausiliarie”

Per i requisiti stabiliti in PTB A20.1, l’Istituto VDE, in qualità di laboratorio di test accreditato secondo la norma DIN EN ISO 17025, offre tutti i test per i requisiti ambientali ed EMC secondo la norma DIN EN 62052-11.

Questi includono, in particolare:

scarica elettrostatica (ESD)
campi RF elettromagnetici
disturbi transitori e rapidi
interferenza condotta indotta da campi ad alta frequenza
tensioni transitorie
vibrazioni smorzate
interferenza in radiofrequenza
protezione IP
prove di impatto e vibrazione
distanze superficiali e superficiali

Combinate a questi test anche altri servizi di test dell’Istituto, come la sicurezza elettrica secondo la serie di norme EN 50428 o EN 60669.